Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2019/2020 | Otros años:  2018/2019 
Máster Universitario en Ingeniería Mecánica Aplicada y Computacional por la Universidad Pública de Navarra
Código: 720117 Asignatura: Diseño de Aerogeneradores
Créditos: 3 Tipo: Optativa Curso: Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería
Profesores
PLAZA PUERTOLAS, AITOR (Resp) ELSO TORRALBA, JORGE

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

MODULO: Optativo

MATERIA: Optativas

El Máster Universitario en Ingeniería Mecánica Aplicada y Computacional (MUIMAC) de la Universidad Pública de Navarra se estructura en un Programa Formativo de 90 ECTS distribuidos a lo largo de 3 semestres.

Carácter Optativo. Se imparte en el tercer semestre del plan de estudios.

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Descriptores

La asignatura introduce al estudiante en el cálculo dinámico de aerogeneradores modernos. La asignatura comienza con una breve descripción del proceso de certificación que justifica el uso de herramientas como FAST, desarrollada por NREL y disponible para su uso. La asignatura de divide en dos partes claramente diferencias, el diseño mecánico del aerogenerador y el diseño de los elementos de control del mismo.

La primera parte de la asignatura se desarrolla empleando FAST para simular los casos de carga más representativos de los descritos en la norma IEC 61400-1. Los resultados de la simulación se emplean para realizar una serie de post-procesos cuyo resultado aparece en el informe de diseño de la turbina (Design Assessment).

En la segunda parte se desarrolla la metodología usada para diseñar controladores en una máquina comercial. Además, se implementa un controlador para la máquina simulada en FAST y se compara éste con el controlador proporcionado por FAST.

 

 

Palabras clave: Dinámica Aerogeneradores, Dinámica Multicuerpo Flexible, Cálculo Aeroelástico, FAST, NREL, Design Assessment, Control.

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Competencias genéricas

CG02 - Que los estudiantes adquieran la formación y destrezas propias de un investigador científico, particularmente su espíritu crítico, su capacidad de identificación, análisis y contraste de las fuentes solventes de información, el método y el rigor a la hora de plantear propuestas, proponer modelos, realizar experimentos y analizar resultados, así como la precisión y la moderación a la hora de emitir juicios.
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

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Competencias específicas

CE01 - Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar modelos teóricos y herramientas físicas y matemáticas avanzadas (incluyendo simulaciones numéricas) para la resolución de problemas de alto nivel en el campo de la mecánica.
CE02 - Que los estudiantes adquieran conocimientos profundos que les permitan desarrollar criterios para optimizar el diseño de componentes y sistemas mecánicos mediante la innovación de los mismos.
CE03 - Que los estudiantes sean capaces de utilizar las herramientas más avanzadas de cómputo y simulación que resulten más adecuadas para la resolución de problemas en el campo del diseño y optimización mecánica. Especialmente en problemas no lineales o problemas con acoplamiento entre diferentes fenómenos físicos.
CE04 - Que los estudiantes sean capaces de dominar la terminología avanzada en los campos de las vibraciones mecánicas, la fatiga, los elementos finitos, la mecánica multicuerpo y, en general, en los fenómenos físicos complejos de los sistemas mecánicos.
CE05 - Que los estudiantes sean capaces de generar información y documentación de alto nivel que explique la resolución de problemas complejos en los campos de las vibraciones mecánicas, la fatiga, la mecánica de fluidos y, en general, del diseño mecánico avanzado.
CE06 - Capacidad para diseñar y promover el diseño avanzado y la optimización de componentes y sistemas de vehículos.
CE07 - Capacidad para diseñar y promover el diseño avanzado y la optimización de componentes y sistemas en el ámbito de los aerogeneradores.
CE08 - Capacidad para identificar los últimos avances en la identificación del comportamiento de sistemas mecánicos complejos y adaptarlos a una realización propia.

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Resultados aprendizaje

R1 - Conocer y comprender los conceptos relacionados con la dinámica de aerogeneradores modernos.

R2 - Aplicar sus contenidos a la redacción de informes de diseño del aerogenerador.

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Metodología

Actividad formativa Horas Presenciales Horas NO Presenciales Presencialidad
A1 - Clases teóricas   8 0 100 %
A2 - Clases prácticas Practicas laboratorio (15) Debates, puestas en común, tutoría grupos (5) 18 15 54 %
A3 - Tutorías   2 0 100 %
A4 - Estudio y trabajo autónomo Elaboración de trabajo (30) Lecturas de material(20) 0 30 0 %
A5 - Evaluación   2 0 100 %
Total   30 45  

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Relación actividades formativas-competencias

Competencia Actividad formativa
CG02 A1, A2, A3, A4
CB9 A2, A4
CB10 A1, A2, A3, A4
CE01 A1, A4, A5
CE02 A3, A4, A5
CE03 A2, A4, A5
CE04 A1, A2, A3, A4
CE06 A4, A5
CE07 A1, A2, A3

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Idiomas

El idioma de impartición es el castellano con parte de la bibliografía de referencia para uso del programa FAST y el post-proceso de datos en inglés.

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Evaluación

Resultado de aprendizaje Sistema de evaluación Peso (%) Carácter recuperable
R1, R2 Examen  50  Sí
R1, R2 Informe escrito de simulaciones realizadas con FAST y diseños de controladores  50  Sí

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Contenidos

La asignatura comienza con una descripción del proceso de certificación para justificar el uso de una herramienta de cálculo aeroelástico como FAST (NREL). Después se define la norma de referencia en el cálculo (61400-1) y se termina simulando el comportamiento de la turbina de referencia con un control básico adaptado a los contenidos de la asignatura. Por último, se describe la metodología usada para diseñar controladores en una máquina comercial.

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Temario

Tema 1: Introducción. Diseño y certificación de aerogeneradores.
Tema 2: Norma IEC. Viento.
Tema 3: Cálculo de cargas.
Tema 4: Introducción al cálculo dinámico. FAST
Tema 5: Monitorización
Tema 6: Introducción a las estrategias de control de aerogeneradores.
Tema 7: Linealización.
Tema 8: Diseño de controladores y validación

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que su profesor ha solicitado a la Biblioteca.


Bibliografía Básica:

1.- Wind Energy Handbook. Erwin Bossanyi.

 

Bibliografía Complementaria:

2.- Aerodynamics of Wind Turbines. Martin O. Hansen.

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Lugar de impartición

Campus Arrosadia.

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